Pregunta 11 · Biología PAU Cantabria Extraordinaria 2022

Comente el mecanismo metabólico utilizado por las células animales para degradar los ácidos grasos, indicando sus etapas más relevantes y en qué parte/s de la célula se producen.

Solución: El proceso es la $\beta$-oxidación de los ácidos grasos (o hélice de Lynen). Tiene lugar principalmente en la matriz mitocondrial (y en los peroxisomas para ácidos grasos de cadena muy larga), tras una activación previa en el citosol / membrana mitocondrial externa y transporte a la matriz mediante la carnitina. Las cuatro etapas consecutivas de cada ciclo son: 1) Primera oxidación (deshidrogenación) mediada por FAD, formando trans-$\Delta^2$-enoil-CoA y $\text{FADH}_2$. 2) Hidratación del doble enlace formando L-$\beta$-hidroxiacil-CoA. 3) Segunda oxidación (deshidrogenación) dependiente de $\text{NAD}^+$, formando $\beta$-cetoacil-CoA y $\text{NADH} + \text{H}^+$. 4) Tiólisis con adición de CoA-SH, liberando una molécula de acetil-CoA y un acil-CoA acortado en dos carbonos que vuelve a ciclar.

¿Qué necesidades de la célula se satisfacen con este proceso?

Solución: Satisface las necesidades energéticas de la célula (generación de ATP). Los coenzimas reducidos ($\text{NADH}$ y $\text{FADH}_2$) ceden sus electrones a la cadena de transporte electrónico mitocondrial para producir ATP por fosforilación oxidativa. El acetil-CoA generado se incorpora al ciclo de Krebs para oxidarse completamente a $\text{CO}_2$ generando más poder reductor y ATP/GTP. En el hígado, además, el acetil-CoA excedente puede derivarse a la síntesis de cuerpos cetónicos (cetogénesis) para exportar combustible metabólico a tejidos periféricos durante el ayuno.